sikFBA4基因启动子的克隆及低温表达模式分析

天山雪莲生长于常年积雪覆盖高海拔处的高山区域,具有很强的极端低温生境适应能力,属于研究植物低温适应的良好模式植物。前期的研究表明,sikFBA4基因可以显著提高番茄的抗寒能力。为进一步研究sikFBA4基因的耐寒响应模式,以天山雪莲为材料,采用实时荧光定量PCR分析sikFBA4在低温胁迫下的表达模式;利用高效热不对称PCR法(Hi-Tail PCR)克隆sikFBA4启动子序列并进行生物信息学分析。为分析PsikFBA4序列克隆的完整性及转录表达特性,将PsikFBA4与GUS基因融合在烟草中进行瞬时表达。结果表明,sikFBA4在低温胁迫条件下的表达发生瞬时显著上调,并在1 h达到峰值,而后表达下调。通过启动子克隆分析,在PsikFBA4序列-1648 bp位置处具有冷响应元件LTRE;进一步的GUS染色和酶活力测定结果表明,低温能够显著提高GUS基因的表达活性,说明sikFBA4属于低温诱导型基因。SikFBA4基因启动子的克隆、序列分析以及表达分析,为进一步探究雪莲果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(sikFBAs)基因的表达与调控机制奠定了基础。     

蚯蚓纤溶酶基因番茄表达载体的构建

为研究蚯蚓纤溶酶的番茄表达,构建EFE基因的番茄表达载体pF和pEF,并导入农杆菌。采用PCR法在EFE基因DNA序列上添加了表达调控元件和酶切位点后,得到新EFE基因片段,将该片段与切去GUS基因的pBI121载体相连,以构建CaMV35S驱动的EFE组成型表达载体pF;用PCR克隆得到的E8启动子片段替换pF上的35S启动子,以构建番茄成熟果实特异性表达载体pEF;最后,采用三亲交配法用重组质粒转化根癌农杆菌EHA105;结果表明:经过酶切、PCR和测序鉴定,EFE基因、E8启动子序列已重组到表达载体上,植物表达载体构建正确,并且已经转化进农杆菌EHA105中。     

马尾松银松素合酶基因启动子区的克隆及特征分析

银松素合酶(pinosylvin synthase,PS)是合成银松素类植物抗毒素的关键酶。本文根据前期工作所获得的PS基因序列,设计基因特异引物,利用连接介导的染色体步行技术,从马尾松总基因组中扩增PS基因上游的启动子区;通过PLAN-CARE等分析软件对5′侧翼区近700 bp进行启动子特征分析,预测启动子区调控元件。结果表明,在翻译起始密码子上游167 nt处可能存在TATA-box。此外还发现3个GATA-box(-260 nt、-295 nt、-386 nt和-295 nt)和若干个TGAC-like序列。     

甘蓝Ogura 细胞质雄性不育相关基因BoMF1启动子的克隆及功能分析

 通过TAIL-PCR 染色体步移技术,从甘蓝（Brassica oleracea L. var. capitata L.）基因组中克 隆到胞质雄性不育（OguCMS）相关基因BoMF1 翻译起始位点上游521 bp 的启动子序列。软件分析预测 表明,该启动子序列中存在多个顺式作用元件,包括TATA-box、CAAT-box、MYB 结合位点、植物激 素响应单元等。为了研究该启动子的表达特性,亚克隆了BoMF1 转录起始位点上游521 bp 序列,将其置 换pBI121 中的CaMV35S 启动子,驱动其下游的GUS 基因,构建植物表达载体pBI121-BoMF1P,以pBI121 空载体作为阳性对照,通过农杆菌（LBA4404）介导法转入拟南芥。结果表明,甘蓝BoMF1 启动子序列 能驱动GUS 基因在拟南芥花药发育晚期的花药和花粉中特异表达,表达具有组织特异性。     

龙眼体胚发生早期miR166初级体的克隆与表达分析

为了解龙眼miR166初级体基因Pri-miR166 S53结构特点及其前体和成熟体在龙眼体胚发生早期的表达模式,采用SMART~(TM) RACE试剂盒和PCR扩增技术克隆龙眼体胚早期miR166基因的初级体(Pri-miR166 S53),确认其转录起始位点,并预测其含有的潜在ORF;利用龙眼基因组数据库提取其启动子序列,预测其含有的顺式作用元件;用实时荧光定量PCR对龙眼体胚发生早期及不同激素处理下的胚性愈伤组织中miR166基因的前体(Pre-miR166 S53)和成熟体(miR166a.2)表达模式进行分析。结果表明:获得长317 bp的Pri-miR166 S53基因初级体序列,对其进行翻译,得到一条长13个氨基酸序列的miPEP(MLCFVDALFLIST)。利用生物信息学软件分析Pri-miR166 S53基因的启动子序列发现,除了具有TATA/CAAT-box外,还含有生长素、脱落酸、乙烯、水杨酸、茉莉酸甲酯及spl、HSE等特异作用元件。实时荧光定量PCR分析表明,在2,4-D调控的龙眼体胚发生早期过程中,从胚性松散型愈伤组织发育到球形胚的过程中,Pri-miR166 S53基因的前体pre-miR166 S53和成熟体miR166a.2都表现为下调趋势;而在无2,4-D调控的龙眼体胚发生早期中,pre-miR166 S53和miR166a.2表达模式不同。此外,pre-miR166S53随ABA和乙烯处理浓度升高呈下调表达,而对不同浓度2,4-D处理无应答;miR166a.2随2,4-D、ABA处理浓度升高呈下调表达,而在乙烯处理下呈上调表达。上述研究结果提示miR166前体和成熟体在对外源激素应答的模式上并不呈简单线性相关,可能存在多层次、多方位的调控。     

马立克氏病毒1.8-kb mRNA对其上游双向启动子活性的影响

构建了针对1.8-kb mRNA基因簇潜在阅读框的RNA干扰质粒pP(1.8-kb-RNAi).将该质粒与包含其上游双向启动子的质粒pP(pp38)-CAT和pP(1.8-kb)-CAT共转染鸡胚成纤维细胞(CEF)和MDV rMd5感染的CEF(rMd5-CEF),48 h后,通过测定转染细胞裂解液中氟霉素乙酰转移酶(CAT)的活性确定1.8-kb mRNA被干扰后对双向启动子活性的影响.结果显示,利用pP(1.8-kb-RNAi)质粒干扰1.8-kb mRNA,可以使其上游双向启动子两个方向的活性均显著下降(P<0.01),其中1.8-kb mRNA方向下跌29.5%,pp38方向下跌25.0%.本研究结果证明了1.8-kb mRNA对其上游双向启动子活性有增强作用.     

The Exploitation of Nematode-Responsive Plant Genes in Novel Nematode Control Methods

The molecular interactions between plants and sedentary nematodes are undergoing intense study, not only for reasons of fundamental research but also for the potential benefits to agriculture. The present technology allows the transformation of an increasing number of crop plants, providing new ways to introduce resistance against plant-parasitic nematodes. The ability of sedentary nematodes to induce specialized feeding sites in plant roots is one of the most fascinating aspects of this host–parasite interaction. Molecular approaches have been initiated to identify and characterize plant genes altered in expression after infection by sedentary nematodes. The results obtained indicate that many genes indeed become up-regulated upon nematode infection. Surprisingly, several so-called constitutive promoters that are normally used to achieve high expression in plant cells are completely ‘silenced’ in the feeding sites within days after nematode infection. Generally, there are two options available for the genetic engineering of nematode resistance: the synthesis of anti-nematode proteins or the localized production of a cytotoxic protein that interferes with the development of feeding cells. Nematode-induced promoters are very useful for the production by plants of sufficiently high levels of anti-nematode proteins at feeding sites. Alternatively, interfering with feeding-cell development is somewhat similar to the hypersensitive response evoked by nematodes in a naturally resistant plant. Here, destruction of specific plant cells can be achieved by the localized expression of a cytotoxin such as barnase, a potent ribonuclease. This approach, however, calls for a highly specific ‘non-leaky’ promoter, which is active only in the feeding cells. Another possibility is to use a two-component system, where the leakiness of the promoter in other tissues is counterbalanced by the constitutive expression of a neutralizing gene.     

不同植物生长促进剂对香蕉假植大苗培育的调控作用

采用盆栽试验,在香蕉假植大苗培育过程中分别喷施浓度均为20 mg/L的赤霉素、复硝酚钠、胺鲜酯、α-萘乙酸钠等植物生长促进剂,以喷施清水为对照,通过不同处理假植大苗生长、物质累积及生理指标的分析,明确不同植物生长促进剂在香蕉假植大苗调控的作用。结果表明,本试验采用的4种植物生长促进剂对香蕉假植大苗培育的调控作用不同。与对照相比,叶面分别喷施20mg/L赤霉素、复硝酚钠均能有利于香蕉假植大苗假茎高及叶面积增加,提高叶绿素含量及叶绿素a、b含量,且以上两种植物生长促进剂平均提高叶绿素含量26.46%;喷施20mg/Lα-萘乙酸钠能提高假植苗假茎粗,提高干物质累积量16.11%积及吸氮量9.95%,促进氮磷钾养分吸收。叶面喷施赤霉素、复硝酚钠、α-萘乙酸钠和胺鲜酯均能显著提高香蕉假植大苗抗性,平均降低丙二醛含量14.64%、提高脯氨酸含量64.36%和SOD含量16.74%,且赤霉素还能显著提高POD含量82.13%。     

半滑舌鳎vasa调控区的克隆、表达载体构建及其驱动活性检测

为研究半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)vasa(Csvasa)基因调控区的功能,在已克隆的Csvasa基因编码序列的基础上,采用基因组步移和PCR扩增的方法克隆得到Csvasa调控区,通过生物信息学方法分析vasa基因5′区,并构建了含Csvasa基因调控区的绿色荧光蛋白(GFP)表达载体(p Csvasa-GFP-T),进一步通过显微注射技术初步验证调控区的驱动活性。结果表明,通过基因组步移和PCR扩增获得Csvasa 5′区5 166 bp和3′区1 655 bp,利用在线生物信息学软件对5′区序列进行分析,发现在转录起始点上游26 bp处存在保守的TATA框,以及潜在的转录因子结合点如SRY、Oct-1、Sox-5、CREB、GATA、AP-1、C/EBP、Sp-1、c-Myc、HNF、NKX2-5、V-Myb等。通过显微注射技术,将所构建的p Csvasa-GFP-T表达载体注射于青鳉(Oryzias latipes)受精卵并进行培养观测,发现Csvasa调控区能够驱动GFP在青鳉胚胎内表达,荧光表达率为81%。将有荧光的胚胎培养为成鱼,检测外源基因的整合率为11.5%。这些结果为进一步研究半滑舌鳎原始生殖细胞(PGCs)的标记、追踪和操作研究以及半滑舌鳎的性别控制等奠定了基础。     

海洋胶红酵母Y2产类胡萝卜素发酵促进剂的研究

研究了几种添加物对海洋胶红酵母（Rhodotorulamucilaginosa）Y2发酵产类胡萝卜素的促进作用。在摇瓶条件下,发酵培养基中分别添加不同量的番茄汁、花生油、大豆油、玉米浆、谷氨酸钠和生物素,培养72h后取样分别测定类胡萝卜素产量及生物量。结果显示,当分别添加2mL·L-1番茄汁、1．5mL·L-1花生油和3mL·L-1玉米浆时,类胡萝卜素产量比对照组提高14．2％、30．3％和21．3％;谷氨酸钠和生物素会抑制海洋胶红酵母Y2类胡萝卜素的合成。因此,番茄汁、花生油和玉米浆是较为经济适用的海洋胶红酵母Y2产类胡萝卜素发酵促进剂,具有广阔的开发应用潜力。